Mentale Modelle: Konstrukte des Wissens und Verstehens

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1 Mentale Modelle: Konstrukte des Wissens und Verstehens 2008 AGI-Information Management Consultants May be used for personal purporses only or by libraries associated to dandelon.com network. Kognitionspsychologische Grundlagen für die Software-Ergonomie von Dr. Stephan Dutke Verlag für Angewandte Psychologie Göttingen Stuttgart

2 Inhalt Teil 1: Theoretische Konzeptionen mentaler Modelle 1 Einleitung: Zwei Beispiele für mentale Modelle 1 2 Ein allgemeiner Modellbegriff 2.1 Grundlegende Merkmale von Modellen Zum Zweckbezug: Funktionen von Modellen S 23 Zum Individuenbezug: Ein Perspektivenproblem 6 3 Eigenschaften und Funktionen mentaler Modelle 3.1 Zum theoretischen Umfeld: Kognitionspsychologie Unvollständigkeit, Instabilität und Änderungsresistenz Analogien als Grundlage mentaler Modelle Analogie und Ähnlichkeit Analogie, Metapher und konzeptuelles Modell Lernen durch Metaphern Erkennbarkeit und Nützlichkeit einer Metapher Motivationale und emotionale Wirkungen von Metaphern Schema-Abhängigkeit mentaler Modelle Abstraktion von Analogiebeziehungen auf der Grundlage von Gedächtnisschemata Schema als kognitionspsychologisches Konstrukt Schemata und mentale Modelle j Mentale Modelle und die Inhaltsgebundenheit schlußfolgernden Denkens Struktur vs. Inhalt Inhaltsgebundenes logisches Schließen mit Hilfe mentaler Modelle Urteilen unter Unsicherheit mit probabilistischen mentalen Modellen " Experimentieren vor dem geistigen Auge": Zur Simulationsfähigkeit mentaler Modelle Aufbau mentaler Modelle als kognitive Simulation der Außenwelt Beispiele kognitiver Simulationen Kognitive Simulation, Verstehen und Einsicht Kritik am Konzept der kognitiven Simulation 47

3 3.7 Bildhaftigkeit mentaler Modelle Anschauung und die Simulation der Außenwelt in mentalen Modellen Wahrnehmung und bildliche Vorstellung Bildliche Vorstellung und Verstehen Vorstellungsbilder und mentale Modelle Mentale Modelle als Grundlage der Handlungssteuerung Innere Modelle in der Prozeßkontrollforschung Handeln und operative Abbildsysteme Operative Abbilder und mentale Modelle: Verschiedene Sichtweisen des gleichen Problems? Wissensrepräsentation und mentale Modelle Zu einigen Grundlagen der Wissensrepräsentation Einige Formen der Wissensrepräsentation Wissensrepräsentation in mentalen Modellen Mentale Modelle als Einheiten der Wissensrepräsentation? Propositionale Repräsentation vs. mentale Modelle Zur Funktionalität der Repräsentationsform Zusammenfassung: Merkmale und Funktionen mentaler Modelle 76 Teil 2: Software-ergonomische Anwendungen von Theorien mentaler Modelle 4 Gestaltung der Mensch-Computer-Interaktion: Von der Theorie zur Anwendung 79 5 Aufbau mentaler Modelle durch Metaphern und konzeptuelle Modelle 5.1 Der theoretische Ausgangspunkt. > Metaphern und konzeptuelle Modelle in der Mensch-Computer-Interaktion Schreibmaschinen und computerisierte Textverarbeitung "Rohrpost" und Datenfluß Zahlenregister und Taschenrechner Kontrollwarte im "Starship Enterprise" Schreibtische und Menüs Metaphern als Ausdruck grundlegender Sichtweisen auf die Mensch- Computer-Interaktion Metaphern oder konzeptuelle Modelle? Metaphern, konzeptuelle Modelle und aktives Lernen Typen von konzeptuellen Modellen 97

4 53 Zur Orientierung: Grenzen der Anwendung von Metaphern und konzeptuellen Modellen, Erkennbarkeit Kongruenz Beeinflußbarkeit von Stimmungen und Einstellungen Nützlichkeit im Lernverlauf Konsistenz bei zusammengesetzten Metaphern Begrenzung der Systementwicklung Mensch-Technik-Verhältnis in der Metapher Metaphern suchen oder konzeptuelle Modelle konstruieren? Zweck des konzeptuellen Modells Aktives Lernen Visuell-räumliche Informationsgestaltung 6.1 Der theoretische Ausgangspunkt Gedächtnisunterstützung: Ein traditionelles Argument für Visualisierungen Anschaulichkeit und Dynamik mentaler Modelle Visuell-räumliche Metaphern und konzeptuelle Modelle in Softwaresystemen Raum-Metaphern und die Orientierung im System Wissen über natürliche und symbolische Räume!: Wissen über Orientierungspunkte: "Orte" im System Wissen über Routen: "Wegweiser" durch das System Überblickswissen: "Pläne" und "Karten" Analyse einfacher mentaler Modelle einer direktmanipulierbaren Bedienungsoberfläche: Ein experimentalpsychologisches Beispiel Raum-Metaphern und das Verstehen von Systemzusammenhängen Räumliche Beziehungen zur Darstellung funktionaler Systemzusammenhänge Softwaretechnische Beschreibungsmittel Visuell-räumliche Externalisientng mentaler Modelle Zur Darstellung von "Räumen" und Relationen "Traditionelle" graphische Darstellungsmittel Raum, Bewegung und Kausalität Zeitliche Gliederung von Prozeßdarstellungen Statische Abbildung von Prozessen Animation von Objekten 137

5 6.5 Zur Orientierung: Visualisierungen und die Veranschaulichung von Systemzusammenhängen Verstehen fördern Visualisierung systeminterner Zusammenhänge Geringer Dekodierungsaufwand Der Raum als Metapher Orientierung geben Visuell-räumliche Widerspiegelung individueller mentaler Modelle Kognitive Simulation, Prozeßdarstellungen und Bewegungen Systemexploration zum Aufbau mentaler Modelle 7.1 Der theoretische Ausgangspunkt Explorierendes Lernen in der Mensch-Computer-Interaktion Mentale Modelle und explorierendes Handeln Zur Wirksamkeit explorierenden Lernens in der Mensch-Computer- Interaktion Einige Trainingsstudien Eine Ursache erhöhten Lernerfolgs beim explorierenden Lernen: Verbesserte Nutzung von Analogien? ;' Bedienungsfehler beim Explorieren Vorwissen und Zielgerichtetheit Zur Förderung explorierenden Lernens: Gestaltung von Systemen und Lernumgebungen Kognitive Bedingungen Das "Stützräder-Prinzip": Vermeidung des Orientierungsverlusts "Ausflüge" und der "Konjunktiv-Modus": Gefahrloses Ausprobieren Undo und Systemmeldungen: Rückkehrmöglichkeiten Handbücher, Hilfe- und Tutorkomponenten: Unterstützung beim Explorieren? Motivationale Bedingungen Computerspiele und Exploration Szenarien und das Angebot von Explorationszielen Menge und semantischer Gehalt von Bedienungsinformationen Handbücher, unvollständige Informationen und Zufälligkeit Zur Orientierung: Voraussetzungen für aktives Lernen schaffen Nutzen Vorwissen Selbststeuerung Zielgenerierung Anpassung der Lernumgebung Reflexion der Exploration Wiederherstellung und Stornierung Kontrolle der Exploration Dichte von Bedienungsinformationen Angstmindernde Lernsituation 179

6 8 Rückblick 180 Literaturverzeichnis 185 Personenregister 203 Sachregister 208